لماذا ف تجربه البندول البسيط نستخدم زمن 20ذبذبه كامله؟

Question

سؤال لماذا ف تجربه البندول البسيط نستخدم زمن 20ذبذبه كامله؟

Answer 1

في تجربة البندول البسيط، نستخدم زمن 20 ذبذبة كاملة لعدة أسباب، منها:

• زيادة دقة القياس: كلما زاد عدد الذبذبات التي يتم قياسها، زادت دقة القياس. وذلك لأن زمن الذبذبة الواحدة قد يتأثر بعوامل خارجية مثل الهواء والمقاومة، مما قد يؤدي إلى حدوث أخطاء في القياس.
• تقليل تأثير الأخطاء العشوائية: قد تحدث أخطاء عشوائية في قياس زمن الذبذبة الواحدة، مثل خطأ في قراءة الساعة. ومع زيادة عدد الذبذبات، تتلاشى هذه الأخطاء العشوائية.
• تقليل تأثير الضوضاء: قد تحدث ضوضاء في النظام، مثل اهتزاز البندول أو حركة الهواء. ومع زيادة عدد الذبذبات، تتلاشى هذه الضوضاء.

بالإضافة إلى ذلك، فإن زمن 20 ذبذبة كاملة هو زمن مناسب لقياس الزمن الدوري للبندول البسيط. وذلك لأن زمن الذبذبة الواحدة يتناسب طرديا مع الجذر التربيعي لطول البندول، مما يعني أن زمن 20 ذبذبة كاملة يتناسب طرديا مع طول البندول.

وفيما يلي توضيح لهذه الأسباب:

زيادة دقة القياس:

يمكن حساب زمن الذبذبة الواحدة للبندول البسيط باستخدام المعادلة التالية:

<!----><!---->T = 2π√(L/g) <!---->

<!---->

حيث:

• T: زمن الذبذبة الواحدة
• L: طول البندول
• g: عجلة الجاذبية الأرضية

من هذه المعادلة، يتبين أن زمن الذبذبة الواحدة يتناسب طرديا مع الجذر التربيعي لطول البندول. أي أن أي تغيير في طول البندول سيؤدي إلى تغيير في زمن الذبذبة الواحدة بنفس النسبة.

لذلك، فإن زمن الذبذبة الواحدة قد يتأثر بعوامل خارجية مثل الهواء والمقاومة، مما قد يؤدي إلى حدوث أخطاء في القياس. ومع زيادة عدد الذبذبات التي يتم قياسها، يزداد متوسط زمن الذبذبة الواحدة، مما يقلل من تأثير هذه الأخطاء.

تقليل تأثير الأخطاء العشوائية:

قد تحدث أخطاء عشوائية في قياس زمن الذبذبة الواحدة، مثل خطأ في قراءة الساعة. ومع زيادة عدد الذبذبات، تتلاشى هذه الأخطاء العشوائية.

ذلك لأن الأخطاء العشوائية تميل إلى أن تكون متساوية في الاتجاهين، أي أنها تؤدي إلى زيادة زمن الذبذبة الواحدة في بعض الأحيان وإلى نقصانها في أحيان أخرى. ومع زيادة عدد الذبذبات، تتلاشى هذه الأخطاء، مما يؤدي إلى قياس زمن الذبذبة الواحدة بشكل أكثر دقة.

تقليل تأثير الضوضاء:

قد تحدث ضوضاء في النظام، مثل اهتزاز البندول أو حركة الهواء. ومع زيادة عدد الذبذبات، تتلاشى هذه الضوضاء.

ذلك لأن الضوضاء تؤدي إلى حدوث تغييرات صغيرة في زمن الذبذبة الواحدة. ومع زيادة عدد الذبذبات، تتلاشى هذه التغييرات، مما يؤدي إلى قياس زمن الذبذبة الواحدة بشكل أكثر دقة.

لذلك، فإن استخدام زمن 20 ذبذبة كاملة في تجربة البندول البسيط يساعد على زيادة دقة القياس وتقليل تأثير الأخطاء العشوائية والضوضاء.